بلاک چین چیست؟ | یک فناوری نویدبخش و انقلابی

در سال‌های اخیر، بازار کریپتو کارنسی ها یا ارزهای دیجیتال رونق گرفته و رمز ارزهایی مثل بیت کوین و اتریوم، سرمایه‌گذاران بسیاری را به خود جذب کردند. اساس ارزهای دیجیتال یا رمزنگاری شده بر تکنولوژی بلاک چین استوار است. بلاک چین ساختاری پیچیده دارد که درک آن، بینش شما را نسبت به کارکرد ارزهای دیجیتال، بهبود می‌بخشد. در ادامه سعی کردیم ساختار شبکه بلاک چین را به ساده‌ترین شکل بیان کنیم.

پیدایش تکنولوژی بلاک چین

دیوید پروتکل در سال 1982 پایان‌‌نامه خود را درباره شبکه‌های کامپیوتری نگهداری اطلاعات نوشت. استوارت هابر و دبلیو اسکات استورنتا نیز در سال 1991 در مورد زنجیره بلوک رمزنگاری شده صحبت کردند. آنها قصد راه‌اندازی سیستمی را داشتند که امکان دستکاری اطلاعات در آن وجود نداشته باشد.

نخستین بار شرکت پی‌پال به منظور انجام معاملات با پول نقد در فضای وب از این فناوری استفاده کرد. شرکت E_gold نیز با استفاده از این تکنولوژی به مشتریانش امکان داد تا طلاهای خود را فروخته و در حساب الکترونیکی سیو کنند. با این روش افراد می‌توانستند در هرجای جهان به شکل ناشناس به معامله بپردازند. سپس این شبکه اولین بار توسط بیت کوین و برای ثبت اطلاعات دارایی مالکان آن وارد بازار ارزهای دیجیتال شد.

بلاک چین (Blockchain) چیست؟

بلاک چین یا زنجیره بلوکی، یک شبکه برای ثبت و ذخیره اطلاعات است. این داده‌ها ممکن است شامل: تراکنش‌های مالی، اسناد و مدارک مالکیت، پیام‌های خصوصی، قراردادها و سایر اطلاعات باشند. کلمه بلاک چین (Blockchain) برگرفته از دو کلمه بلوک (Block) و زنجیره (Chain) می‌باشد. در واقع این شبکه زنجیره‌ای از بلوک‌ها است.

تفاوت عمده این شبکه با شبکه اینترنت عادی در نحوه ثبت و ضبط داده‌ها می‌باشد. در سایر شبکه‌ها اطلاعات در یک سرور به صورت متمرکز ذخیره می‌شود. این اطلاعات به راحتی در دسترس هکرها و برخی نهادها خواهد بود. در صورتیکه در فناوری بلاک چین دسترسی به اطلاعات رد و بدل شده، غیر ممکن خواهد بود. در تکنولوژی زنجیره بلوکی، استفاده از رمزنگاری و توزیع داده‌ها باعث شده هیچ فرد حقیقی یا حقوقی و هیچ نهادی امکان دسترسی به داده‌ها را نداشته باشد.

ما برای انجام تراکنش‌های مالی خود از واسطه‌های بانکی استفاده می‌کنیم. از طریق تکنولوژی بلاک چین خریداران و فروشندگان بی واسطه به معامله می‌پردازند و هیچ شخص سومی در میان نیست. به این نوع از تراکنش، همتا به همتا گفته می‌شود.

ساختار شبکه بلاک چین

یک شبکه بلاک چین اطلاعات را به صورت گروهی جمع‌آوری می‌کند. هر گروه اطلاعات یک بلوک نام دارد. در واقع هر بلوک مجموعه‌ای از اطلاعات را در خود ذخیره می‌سازد. بلوک‌ها دارای ظرفیت محدود بوده و پس از پر شدن، اطلاعات روی بلوک پر شده قبلی زنجیر می‌شوند. به این صورت زنجیره‌ای از اطلاعات به نام زنجیره بلوکی، تشکیل می‌گردد.

در سایر شبکه‌های ذخیره‌سازی اطلاعات، داده‌ها به صورت جدول طبقه‌بندی می‌شوند. در یک زنجیره بلوکی همان طور که از نام آن پیداست، داده‌ها به صورت بلوک به هم زنجیر می‌شوند. هر بلاک چین لزوماً یک پایگاه داده (یا سیستم ذخیره‌سازی اطلاعات) است. هر بلوک از قسمت‌های دیجیتالی اطلاعات تشکیل شده و 3 بخش دارد که عبارتند از:

1. اطلاعات مرتبط با تراکنش‌ها: اطلاعاتی قبیل: تاریخ، زمان و مبلغ تراکنش
2. اطلاعات افراد شرکت‌کننده در معاملات: هیچ گونه اطلاعات هویتی و شناسایی از افراد نیاز نیست به جز یک امضای دیجیتال
3. اطلاعات و کد متمایز هر بلوک: هر بلوک از بلاک چین یک کد انحصاری به نام هش (hash) دارد. هش یک بلوک را متمایز می‌سازد. از این طریق بلوک‌های دو معامله که جزئیات یکسانی دارند به دلیل کدهای متمایز، قابل تفکیک خواهند بود.

اجزای اصلی شبکه بلاک چین

این شبکه یک فناوری جدید می‌باشد اما در اصل از ترکیب چند تکنولوژی که از قبل موجود بوده‌اند، ایجاد شده است. تکنولوژی‌های بکار گرفته شده در بلاک چین جدید نیستند، بلکه در شیوه ترکیب آن‌ها نوآوری وجود دارد. تکنولوژی‌های موجود در این شبکه عبارتند از:

• رمزنگاری کلید خصوصی
• یک شبکه توزیع شده شامل دفتر کلی مشترک
• قوانین حاکم و یک انگیزه برای کاربران تا به تایید تراکنش‌ها، برقراری امنیت شبکه، نگهداری سوابق قوانین تشویق شوند.

در ادامه چگونگی کارکرد این 3 اصل که در بلاک چین ترکیب شده‌اند شرح خواهیم داد:

کلیدهای رمزنگاری

فرض کنید شخص A و B قصد دارند به صورت اینترنتی با هم تراکنشی انجام دهند.

هرکدام از این دو نفر دو کلید دارند. یک کلید خصوصی و دیگری عمومی است.

این دو کلید در بلاک چین وظیفه برقراری یک هویت دیجیتالی امن برای افراد را برعهده دارند. از ترکیب کلید خصوصی و عمومی فرد، یک امضای دیجیتالی معتبر به وجود می‌آید. به وسیله این امضای دیجیتال فرد کنترل مالکیت پیدا خواهد کرد.

به منظور برقراری امنیت در ارتباطات دیجیتالی، تنها کنترل بر مالکیت کافی نیست. مشکل هویت افراد در تراکنش‌های دیجیتالی با امضای دیجیتالی برطرف می‌شود؛ اما فعالیت در شبکه بلاک چین باید علاوه بر امنیت به گونه‌ای آزاد باشد که همه‌ی افراد بتوانند تراکنش‌ها را انجام داده و تایید کنند. تحقق این مسئله از طریق یک شبکه توزیع شده ممکن خواهد بود.

شبکه توزیع شده

به منظور درک شبکه داده‌های توزیع شده به یک مثال توجه کنید:
فرض کنید یکی از اشیاء گرانبهای منزل شما گم شده است. برای پی بردن به این مسئله که آن چیز گم شده یا به سرقت رفته است به سراغ دوربین‌های مداربسته می‌روید. با مشاهده وقایع ثبت شده توسط دوربین‌ها اطمینان می‌یابید آن وسیله واقعاً گم شده است. در واقع ما برای اثبات این موضوع شواهد بصری داریم. در شبکه بزرگ بلاک چین نیز اعتبارسنج‌ها درست مانند دوربین‌ها به طور مشترک به این اتفاق نظر می‌رسند که همگی شاهد یک رویداد در یک زمان بوده‌اند. با این تفاوت که در این فناوری به جای دوربین‌ها از تایید با معادلات ریاضی استفاده می‌شود.

اندازه یک شبکه در میزان امنیت آن تاثیر دارد. بلاک چین بیت کوین از این ویژگی جذاب برخوردار است. شبکه بیت کوین یک شبکه خیلی بزرگ و با قدرت محاسباتی بالا می‌باشد. از طریق ترکیب کلیدهای رمزنگاری و شبکه توزیع شده، برقراری ارتباطات دیجیتالی مفید میسر خواهد بود.

بلوک

هر بلوک شامل: امضای دیجیتال (کلید خصوصی + کلید عمومی) و برچسب زمانی می‌باشد. این بلوک بین تمام اعضای شبکه توزیع می‌شود.

انگیزه و اجماع

قبلاً هم اشاره کردیم که حفظ امنیت و به طور کل بقای بلاک چین در گرو مشارکت افراد در این شبکه است. حضور و مشارکت افراد نیز در گرو یک انگیزه می‌باشد. در برخی بلاک چین ها مثل بیت کوین و یا اتریوم، برای ایجاد انگیزه در شرکت‌‌کنندگان، از مفهوم ماینینگ یا استخراج استفاده می‌شود.

در شبکه بلاک چین ، کامپیوترها برای حل یک معادله ریاضی با یکدیگر رقابت می‌کنند. به کامپیوتری که با قدرت بیشتر پردازش کرده و به پاسخ برسد پاداش داده می‌شود. افراد، با انگیزه دریافت پاداش(که همان ارزهای دیجیتال است) توان پردازشی کامپیوتر خود را در اختیار شبکه می‌گذارند. هر بلاک پس از تکمیل شدن به زنجیره‌ای از بلاک‌ها متصل می‌شود.

در هر شبکه بلاک چین ، روش اجماع و به توافق رسیدن متفاوت است. نوع اجماع در شبکه بستگی به هدف و قوانین آن دارد. قوانین شبکه هستند که تعیین می‌کنند کدام تراکنش‌ها تایید شوند.

لایه‌های یک بلوک

به طور کلی هر بلوک از چند لایه تشکیل می‌شود که به شرح زیر است:

• زیرساخت بلوک: که شامل سخت‌افزار آن می‌باشد.
• شبکه‌سازی: به معنی کشف گره، انتشار داده‌ها و تایید صحت آن‌ها است.
• اجماع: که به دو نوع اثبات کار یا اثبات سهام خواهد بود.
• داده‌ها یا اطلاعات: که همان بلوک‌ها و معاملات را دربرمی‌گیرد.
• برنامه: که می‌تواند شامل قراردادهای هوشمند یا برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) باشد.

بلاک چین چگونه کار می کند؟

در هر بلاک هرگونه اطلاعاتی قابل ثبت و ضبط است. این اطلاعات ممکن است، مربوط به جرم و جنایت یک شخص، تراکنش‌های یک شبکه مالی مثل بیت کوین، جزئیات قرارداد و... باشد. اطلاعات روی بلوک ثبت می‌شوند. بلوک‌ها به هم متصل شده و تشکیل زنجیره‌ای بلوکی می‌دهند. این زنجیره شبکه بلاک چین را ایجاد می‌کند.

هر بلوک شامل یک رشته متنی به نام هش (Hash) می‌باشد. هش از یک تابع ریاضی خاص به وجود آمده است. هش یک دیتای ثابت بوده و راهکاری برای جلوگیری از تقلب و تغییر اطلاعات ثبت شده روی بلاک چین است.

بلاک‌ها حاوی هش خود و بلاک قبل از خود هستند. به محض بروز کوچکترین تغییر در اطلاعات یک بلاک، هش آن تغییر کرده و آن شبکه بی اعتبار خواهد شد. در شبکه بلاک چین داده‌ها روی یک سرور مرکزی خاص ذخیره نمی‌شود. کلیه کامپیوترهای متصل به شبکه یک نسخه از اطلاعات را دریافت می‌کنند. به کامپیوترهای وصل شده به شبکه که نسخه اطلاعات را دریافت می‌کنند، نود (Node) گفته می‌شود. هیچ گونه تغییری در اطلاعات جز با موافقت اکثریت اعضا میسر نیست.

بلاک چین چه کاربردی دارد؟

بیت کوین و سایر ارزهای دیجیتال مهم‌ترین کاربرد این شبکه، محسوب می‌شوند. اما به جز ارزهای دیجیتال این تکنولوژی کاربردهای دیگری نیز دارد. در ادامه به شرح مزایا و کاربردهای بلاک چین می‌پردازیم:

1. پایگاه اطلاعات: روی یک بلاک می‌توان هرگونه اطلاعاتی را ایمن و محافظت شده ذخیره کرد.
2. هویت و امضای دیجیتالی: در این تکنولوژی با استفاده از رمزنگاری می‌توان برای خود یک هویت دیجیتالی تعیین کرد.
3. خدمت به عنوان یک پلتفرم: ارزهای دیجیتال، قراردادهای هوشمند و سایر پلتفرم‌ها می‌توانند از این شبکه برای توسعه خود استفاده کنند.
4. گسترش امنیت و اعتماد: امروزه بسیاری از سازمان‌های بزرگ و به نام با استفاده از شبکه بلاک چین نیاز خود به اعتماد را برطرف می‌سازند.
5. توکنایز کردن دارایی‌ها: با این فناوری می‌توان کلیه داراریی‌ها مثل املاک و طلا و... را به توکن دارایی تبدیل کرد. توکنیزاسیون دارایی‌ها هم امنیت بیشتری دارد هم نقل و نگهداری دارایی را آسان می‌کند.

جمع‌بندی

بلاک چین یک تکنولوژی برای ثبت دائمی اطلاعات بدون امکان تغییر و دستکاری است. علاوه بر موارد فوق از این فناوری می‌توان برای انتخاب و رای‌گیری، حوزه سلامت و علوم، مالکیت معنوی، ایجاد نهادهای غیر متمرکز و... استفاده کرد. به طور کل بلاک چین یک فناوری گسترده و کاربردی با امنیت بالا است که می‌توان آن را در بسیاری از حوزه‌ها به کار گرفت. با استفاده از این شبکه می‌توان در هر سیستم نیاز به شخص سوم را از بین برده و بی واسطه عمل کرد که این یک انقلاب بزرگ محسوب می‌شود.